乳酸克鲁维酵母高拷贝整合载体的构建及应用

用酿酒酵母２６ｓ ｒＤＮＡ作探针克隆乳酸克鲁维酵母Ｋ．ｌａｃｔｉｓ ２．２ｋｂ ｒＤＮＡ片段,对其作限制内切酶图谱分析。以该基因片段为同源整合的靶顺序,酿酒酵 ＵＲＡ３基因为选择标记构载体质粒ｐＩＲＫ并对其在宿主Ｋ．ｌａｃｔｉｓ ＭＷ９８－８ｃ细胞中的整合位点,拷数及稳定性进行测定和分析。     

乳酸克鲁维酵母表达外源蛋白研究进展

乳酸克鲁维酵母已成功地应用于多种异源蛋白的表达生产之中。与其他酵母相比，乳酸克鲁维酵母具有许多优点，如超强的分泌能力，良好的大规模发酵特性、食品安全的级别及整合表达能力等，其作为宿主系统表达药用蛋白也已显示出巨大的潜力。从不同的菌属、遗传工程和分子生物学技术（如启动子、表达载体）等方面简要综述了乳酸克鲁维酵母作为蛋白表达宿主系统的优势。     

人血清白蛋白在乳酸克鲁维酵母中的表达

以乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis,K.lactis)GG799为宿主对人血清白蛋白(HSA)进行分泌表达。以pPIC9k-HSA为模板,采用带有XhoⅠ和NotⅠ酶切位点的引物PCR扩增获得HSA基因,经XhoⅠ和NotⅠ双酶切后插入pKLAC1,构建表达载体pKLAC1-HSA。经SalⅡ线性化后,电击转化K.lactis GG799,用含5 mmol/L乙酰胺的YCB平板筛选阳性转化子。提取基因组DNA,采用PCR方法对转化子鉴定后进行摇瓶发酵。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及Western blot分析发酵上清液中的表达产物,并初步分析酵母基础N源(YNB)对HSA在K.lactis GG799中表达的影响。结果表明,HSA成功在K.lactis GG799中分泌表达,表达量为81μg/mL,遗传稳定性好。     

乳酸克鲁维酵母乳糖酶的可溶性表达及优化

[目的]实现乳酸克鲁维酵母乳糖酶的可溶性表达,并初步研究其酶学性质。[方法]首先克隆了来源于乳酸克鲁维酵母的乳糖酶基因KLLAC,构建pET-KLLAC重组表达载体,并采用蛋白质复性及与pKJE7、pG-KJE8、pGro7、pG-Tf2和p Tf-16伴侣蛋白共表达等方式拟提高其可溶性表达;并优化产酶条件,进一步提高其可溶性;采用ONPG法测定其酶学性质。[结果]在5种伴侣蛋白中pGro7与KLLAC共表达时可溶性最高;产酶最优条件为:阿拉伯糖浓度0. 5 mg/m L,IPTG浓度0. 1 mmol/L,诱导温度20℃;在最优条件下,重组KLLAC与伴侣蛋白p Gro7共表达时,表达量及酶活最高;经纯化后,乳糖酶KLLAC比酶活最高为102. 36 U/mg。该酶的最适温度30℃,最适p H 7. 0。[结论]KLLAC与伴侣蛋白的共表达以及诱导条件的优化,有效提高了该酶的可溶性表达水平、酶活性及稳定性。     

腺苷酸脱氨酶在乳酸克鲁维酵母中构建表达

【目的】实现鼠灰链霉菌来源经密码子优化后的腺苷酸脱氨酶基因在乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis GG799)中组成型表达。【方法】以鼠灰链霉菌(Streptomyces murinus)来源的腺苷酸脱氨酶(AMP)基因经密码子优化后作为模板,设计特异性引物,PCR扩增AMP脱氨酶基因opt-AMPD,以p KLAC1为载体构建重组表达质粒p KLAC1-opt-AMPD,经Sac II线性化后电转化法转入K.lactis GG799,筛选得到重组菌株,测定酶活,经His TrapTM HP纯化后得到AMP脱氨酶,并优化重组菌的发酵培养基。【结果】对AMP脱氨酶基因进行了密码子优化后,构建了重组K.lactis GG799/p KLAC1-opt-AMPD,实现组成型表达,密码子优化后AMP脱氨酶酶活提高到586±50 U/m L。SDS-PAGE结果显示,纯化后的AMP脱氨酶为单一条带,蛋白大小约为60 k D。优化的发酵培养基为(g/L):葡萄糖40、蛋白胨20、酵母粉15、Na Cl 8、KCl 10、Mg SO4 2,30°C、200 r/min发酵120 h,酶活达到2 100±60 U/m L。【结论】实现了密码子优化后的腺苷酸脱氨酶基因在乳酸克鲁维酵母GG799内的组成型表达,为实现腺苷酸脱氨酶的重组高效表达和发酵生产进行了有益探索。     

乙型肝炎病毒表面抗原在乳酸克鲁维酵母中的表达

将乙型肝炎表面抗原基因插入具调控型启动子PH05的乳酸克鲁维酵母表达载体中,构建完成质粒pLSl．转化宿主菌Kluyveromyces lactis CXJ1—7A,ELISA结果表明．其表达水平受无机磷浓度的调控。为了进一步提高表达水平,我们将Pls1中的乙型肝炎表面抗原表达单元插入带完整Pkd1序列的载体Pe1,并将构建成的质粒Pls2转化MW98—8C。在比较了CXJ-7A／Pls1和MW98—8c／Pls2后,我们发现MW98—8c／Pls2的稳定性大大提高．表达量也增加4～8倍。     

乳酶克鲁维酵母β—半乳糖苷酶的分离纯化及性质研究

乳酸克鲁维酵母经高压破壁后的粗提液,其β－半乳糖苷酶比活力为５．５６ｕ／ｍｇ．经硫酸铵沉淀,丙酮沉淀,ＰＡＰＭＡ－Ａｅｐｈａｒｏｓｅ ４Ｂ柱层析后,乳糖酶比活力达３７０ｕ／ｍｇ,纯化了６６．２倍,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ鉴定为一条带,分子量８５０００Ｄａ。酶作用的最适ｐＨ在６．４－６．８之间,最适温度４０℃,５０℃保温１５ｍｉｎ酶活丧失９０％,以邻硝基苯－β－半乳糖苷为底物的米氏常数为２．７８ｍｍｏｌ／Ｌ     

乳酸克鲁维酵母β－半乳糖苷酶的分离纯化及性质研究

乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)经高压破壁后的粗提液,其β-半乳糖苷酶(E．C．3．2．1．23)比活力为5．56u／mg。经硫酸铵沉淀,丙酮沉淀,PAPMA—Sepharose 4B柱层析后,乳糖酶比活力达370u／mg,纯化了66．2倍,SDS—PAGE鉴定为一条带,分子量85000Da。酶作用的最适pH在6．4—6．8之间,最适温度40℃,50℃保温15min酶活丧失90％。以邻硝基苯一β一半乳糖苷(ONPG)为底物的米氏常数为2．78mmoI／L。酶的正常水解产物半乳糖对酶活力有一定的抑制作用,核糖强烈抑制酶活力,Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、PCMB和NBS都能使酶活丧失。Mg²⁺、Mn²⁺和还原剂巯基乙醇的存在能提高酶活力。     

牛凝乳酶原基因的合成及其在乳酸克鲁维酵母中的表达

凝乳酶在奶酪加工中应用广泛,为获得高活性的凝乳酶制剂,采用乳酸克鲁维酵母为宿主,首次对经密码子优化的牛凝乳酶原基因进行表达。利用DNAWorks3.0软件辅助设计,用两步PCR法合成了小牛凝乳酶原基因(GenBank Accession No.AA30448)。将该基因插入酵母表达载体pKLAC1,构建了重组载体pKLAC1-Prochy,并用电脉冲法将线性化的重组质粒转化到乳酸克鲁维酵母GG799中。通过含1%酪蛋白的YEPD平板活性筛选,PCR鉴定,最后获得了一株多拷贝整合的基因工程菌chy1。该菌株可分泌表达牛凝乳酶原,经SDS-PAGE分析,证明重组牛凝乳酶原的分子量约为41kDa,符合预期大小,酸化处理后为36kDa,证明可以正确自我剪切。液体培养96h后,酶活最高达到99.67SU/mL。分别以半乳糖和葡萄糖为碳源的条件下表达,其酶活性差异不大,说明在发酵期间,可以不经过半乳糖诱导即可产生高水平的牛凝乳酶原产物。该工程菌的获得为进一步优化产酶条件及放大工艺提供了条件,并为凝乳酶的工业化生产奠定了基础。     

植物乳杆菌ZS2058的亚油酸异构酶基因在乳酸克鲁维酵母中的克隆表达

目的：将植物乳杆菌ZS2058（Lactobacillus plantarum ZS2058）的亚油酸异构酶基因在乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）中进行克隆表达。方法：根据NCBI中已报道亚油酸异构酶（linoleate isomerase,LAI）基因的序列特征,设计引物对筛得的植物乳杆菌ZS2058进行PCR扩增,得到亚油酸异构酶全基因序列,克隆至乳酸克鲁维酵母表达载体pKLAC1,电转化得重组菌pKLAC1-LAI /Kluyveromyces lactis GG799。结果：SDS-PAGE检测,重组菌进行分泌表达获得目的蛋白,大小约为67 kDa;气相色谱（Gas Chromatogram,GC）检测到共轭亚油酸（conjugated linoleic acids,CLA）典型峰。结论：植物乳杆菌ZS2058中的亚油酸异构酶基因在乳酸克鲁维酵母中得到分泌表达,重组酶转化效率约为26%。     

克鲁维酵母种间原生质体融合的研究

乳酸克鲁维酵母(Kluyueromyces lactis Y12—1)和脆壁克鲁维酵母(K.fragilis8554)是乳糖酶生产菌株。应用原生质体融合技术进行了两菌株种问融合的研究。通过试验．原生质体形成及再生的最佳条件为：对数期的细胞,2％的蜗牛酶．30℃酶解30分钟．原生质体形成率90％以上,再生率20%左右。原生质体融合由聚乙二醇(PEG)诱导。K.lactisY12-l不能旋酵菊糖;K.fragilis 8554不能同化D－松三糖和麦芽糖;利用二菌株自身的营养缺陷性质获得融合子。融合子既能发酵菊糖又能同化D－松三糖和麦芽糖;融合子的DNA含量约为二亲株之和;融合子的菌落形态与亲株相比有一定差别．在以乳糖为碳源的培养基中,融合子的乳糖酶产量提高14一l6％;连续15次传代,融合子稳定。     

低温几丁质酶基因在乳酸克鲁维酵母中的重组表达及酶学性质表征

【目的】通过构建假交替单胞菌(Pseudoalteromonassp.DL-6)低温几丁质酶(chitinaseA,chi A;chitinase C,chi C)的重组乳酸克鲁维酵母菌株、纯化重组蛋白并对其进行酶学性质表征,为低温几丁质酶潜在工业化生产几丁寡糖奠定理论基础。【方法】人工合成密码子优化的几丁质酶基因,构建重组乳酸克鲁维酵母表达质粒(p KLAC1-chi A、p KLAC1-chi C)并用电脉冲法转化到乳酸克鲁维酵母中,实现低温几丁质酶的可溶表达。利用镍柱亲和层析纯化得到高纯度的重组几丁质酶。【结果】成功构建产低温几丁质酶的重组乳酸克鲁维酵母并纯化获得高纯度的重组几丁质酶。经SDS-PAGE分析在110 k Da与90 k Da附近出现符合预期大小的蛋白条带。铁氰化钾法测得Chi A和Chi C的酶活分别为51.45 U/mg与108.56 U/mg。最适反应温度分别为20°C和30°C,最适p H分别为8.0和9.0。在低于40°C,p H 8.0–12.0时,Chi A和Chi C重组酶较稳定。Chi A和Chi C对胶体几丁质以及粉状底物α-几丁质与β-几丁质具有明显的降解活性,且具有一定协同降解能力。【结论】首次实现假交替单胞菌来源的低温几丁质酶在乳酸克鲁维酵母中的重组表达、纯化、酶学性质及其降解产物分析,为其他低温几丁质酶的研究提供借鉴意义。     

分离自神农架的湖北克鲁维酵母新种

从我国湖北省神农架地区的霉腐树叶上,分离到一株克鲁维酵母属的酵母。其形态与生理方面与已知种与变种均有很大差异,定为新种,并命名为湖北克鲁维酵母(Kluyveromyceshubeiensis M．X.Li．X．H．Fu et Tang sp．nov．)。     

马克斯克鲁维酵母羰基还原酶基因的克隆与表达

【目的】研究羰基还原酶基因的克隆、表达及其在不对称生物催化中的应用。【方法】对羰基还原酶氨基酸序列进行BLAST推导出核苷酸序列,设计引物,以马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyce marxianus)CGMCC 2.1977全基因组为模板,通过PCR扩增目的片段,与载体pET-28a连接,转化大肠杆菌获得重组菌BL21(DE3)-(pET28a-cMCR)和Rosetta(DE3)-(pET28a-cMCR)。【结果】扩增的序列与已报道的mer序列有100%同源性,全长1 038 bp,共编码345个氨基酸。目的蛋白在Rosetta(DE3)-(pET28a-cMCR)得到了高效表达,大小为42 kD。该酶最适反应温度为40°C,最适反应pH是8,热稳定性与pH稳定性较差。Ca2+对酶活具有明显的激活作用,且浓度为0.5 mmol/L时效果最好。重组菌可还原4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)为(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯[(S)-CHBE],光学纯度为100%,转化率为81.0%。重组菌在制备度洛西汀关键中间体(S)-氮,氮-二甲基-3-羟基-(2-噻吩)-l-丙胺[(S)-DHTP]中也得到初步应用。【结论】从菌株马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyce marxianus)CGMCC 2.1977中克隆获得了羰基还原酶基因,在大肠杆菌中成功表达,并可应用于不对称还原。     

溶葡球菌酶在乳酸克鲁维酵母中重组表达、诱变、优化及酶学研究

根据模仿葡萄球菌(Staphylococcus simulans)的溶葡球菌酶基因序列以及乳酸克鲁维酵母密码子偏好性设计引物扩增溶葡球菌酶基因表达片段,构建溶葡球菌酶(lysostaphin,Lys)基因表达载体(p KLAC1-Lys),转化乳酸克鲁维酵母(K.lactis GG799),实现了Lys基因的分泌表达。对重组菌株(K.lactis GG799/p KLAC1-Lys)进行NTG随机化学诱变,优化表达条件,筛选获得高表达菌株,并通过Ni-NTA亲和层析纯化蛋白并研究其酶学性质。结果表明:通过诱变重组溶葡球菌酶乳酸克鲁维菌株,Lys酶比活性提高了约5.2倍(约8 000U/L)。最适接种量为40g/L,诱导过程中每24h添加一次终浓度为20g/L的半乳糖和NH_4NO_3可提高酶比活性,最适表达p H为7.0~7.5,最适反应p H为7.0~8.0,最适反应温度为37℃。实验表明,低于40℃,p H 3~6之间时,重组溶葡球菌酶较稳定。Sr~(2+)对其酶活性有明显的促进作用,Ba~(2+)、Ca~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Mg~(2+)对其有明显的抑制作用。     

基于rDNA序列分析的湖北克鲁维酵母系统发育地位探讨

国内于20世纪90年代初曾描述过两个克鲁维酵母新种:中国克鲁维酵母(Kluyveromyces sinensis M. X. Li et al.)和湖北克鲁维酵母(Kluyveromyces hubeiensis M. X. Li et al.),二者均分自湖北神农架自然保护区。前者已被国际酵母菌分类学研究者接受和承认,而后者却一直被忽视。本文根据小亚基(18S) rRNA基因、大亚基(26S) rRNA基因D1/D2区和转录间区(ITS)序列分析,对K. hubeiensis进行了分子系统学研究。结果显示,K. hubeiensis代表一个具有充分分子系统学数据支持的独立种,该种与Saccharomyces spencerorum和Kluyveromyces lodderae形成一个高支持率的分枝,且与前者更近缘。本研究还显示,K. sinensis与Saccharomyces naganishii具有很近的亲缘关系。鉴于目前仅依靠序列分析对Kluyveromyces和Saccharomyces及其它相关属进行调整尚不现实,故建议仍维持这两个属的传统概念,并继续使用原种名。     

扣囊复膜孢酵母α-淀粉酶基因在乳酸克鲁维酵母中的表达与重组酶性质

通过PCR方法从扣囊复膜孢酵母基因组DNA中克隆获得α-淀粉酶基因成熟肽编码区（SfA）,插入乳酸克鲁维酵母表达载体pKLACl的d因子信号肽下游,构建重组表达载体pKLACl-SfA。重组载体转化乳酸克鲁维酵母GG799,筛选获得表达α-淀粉酶SfA水平较高的重组茵。酶活检测和SDS．PAGE电泳检测均显示,重组茵分泌重组酶SfA到发酵液中。酶学性质研究表明：SfA最适温度为45℃,最适pH5．0,在pH4．5～5．5、50℃条件下保持稳定。Ca2＋等二价金属离子对SfA酶活有激活作用,EDTA强烈的抑制SfA活性。HPLC分析显示SfA水解糊精获得麦芽寡糖和少量葡萄糖,其中麦芽三糖是主要产物,占水解产物总量的52％。